機(jī)床綠色設(shè)計(jì)研究

王文東岳曉微沈陽機(jī)床股份有限公司 遼寧沈陽 04

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機(jī)床綠色設(shè)計(jì)研究

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沈陽機(jī)床股份有限公司 遼寧沈陽 110142

【摘要】機(jī)床制造業(yè)綠色制造運(yùn)作模式的特征主線包括三個(gè)方面，即機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程主線、機(jī)床產(chǎn)品多生命周期主線、機(jī)床產(chǎn)品物料過程主線。本文介紹了機(jī)床制造業(yè)綠色制造運(yùn)行模式的三條特征主線及機(jī)床產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】機(jī)床綠色設(shè)計(jì)；制造運(yùn)行；產(chǎn)品設(shè)計(jì)

一、機(jī)床制造業(yè)綠色制造運(yùn)行模式

（一）機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程主線

機(jī)床產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)過程指的是在機(jī)床產(chǎn)品整個(gè)生命周期中，對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的資源環(huán)境屬性（產(chǎn)品具有可拆卸性、可回收性、可再制造性）著重考慮，并將其作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，在保證機(jī)床產(chǎn)品的功能、使用壽命、質(zhì)量的同時(shí)，盡量滿足環(huán)境目標(biāo)要求。機(jī)床產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)主線的主導(dǎo)特性主要體現(xiàn)在機(jī)床的設(shè)計(jì)要針對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過程，在設(shè)計(jì)過程中，要把機(jī)床產(chǎn)品整個(gè)生命周期的綠色程度作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮到機(jī)床產(chǎn)品在原材料獲取、生產(chǎn)制造、運(yùn)輸銷售、使用以及回收處理等過程對(duì)環(huán)境可能造成的各種影響。

機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程主線是機(jī)床產(chǎn)品生命周期的保障，體現(xiàn)了從源頭上解決資源環(huán)境問題的綠色思想，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中也要考慮戰(zhàn)略目標(biāo)和過程目標(biāo)。

（二）機(jī)床產(chǎn)品多生命周期主線

傳統(tǒng)意義上，當(dāng)機(jī)床使用報(bào)廢時(shí)機(jī)床產(chǎn)品生命周期即結(jié)束，這就造成了資源的極大浪費(fèi)。機(jī)床產(chǎn)品多生命周期則將傳統(tǒng)的機(jī)床產(chǎn)品生命周期概念大大外延，包括了從機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始到原材料獲取、零部件加工、機(jī)床裝配、機(jī)床包裝、銷售、使用到廢舊機(jī)床回收再制造、再制造新機(jī)床的使用以及之后的所有循環(huán)利用的過程，實(shí)現(xiàn)機(jī)床產(chǎn)品的多生命周期，將最大限度減輕環(huán)境影響。

機(jī)床的多生命周期思想，即將綠色制造理念應(yīng)用到機(jī)床產(chǎn)品生命周期的每個(gè)環(huán)節(jié)，盡可能按照綠色設(shè)計(jì)方案去開展生產(chǎn)，使得產(chǎn)品回用時(shí)間最長(zhǎng)，資源綜合利用率最高，對(duì)環(huán)境的負(fù)影響最小，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)。機(jī)床產(chǎn)品多生命周期過程主線有兩個(gè)重要特征：一是廢棄物的最小化；二是整個(gè)物流主線基本上是閉環(huán)的，能夠?qū)崿F(xiàn)資源循環(huán)利用。

（三）機(jī)床產(chǎn)品物流過程主線

機(jī)床產(chǎn)品物流過程主線是指機(jī)床從原材料加工成毛坯到毛坯加工成零件再到零件裝配成整機(jī)的整個(gè)生產(chǎn)過程，在這一系列連續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)中考慮物料消耗和環(huán)境影響情況，做到整個(gè)物流過程對(duì)環(huán)境的負(fù)影響最小，且資源綜合利用率最高。

機(jī)床產(chǎn)品物流過程主線是資源消耗和環(huán)境影響直接產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，如零件的機(jī)械加工，在消耗能源的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的環(huán)境有害物質(zhì)，如切屑、廢液、廢氣等，會(huì)對(duì)工作環(huán)境以及工人身體健康帶來很大的危害。

機(jī)床產(chǎn)品物流過程的綠色化是機(jī)床制造業(yè)實(shí)施綠色制造的重要組成部分，在實(shí)施過程中要對(duì)機(jī)床產(chǎn)品物流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

二、機(jī)床產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)

（一）面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)。機(jī)床產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)，是指對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)和布局、運(yùn)作原理、實(shí)現(xiàn)方案等方面的選擇和設(shè)計(jì)，同時(shí)充分考慮機(jī)床制造過程中的資源消耗和環(huán)境影響情況，在其功能、質(zhì)量、成本等要求得到滿足的前提下，力求使制造過程的資源消耗盡可能少、環(huán)境污染盡可能小。

2、面向環(huán)境的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。面向環(huán)境的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指通過對(duì)機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行更優(yōu)化合理的布置，使機(jī)床產(chǎn)品制造過程的資源消耗和浪費(fèi)最小化，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。

（二）面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品材料選擇

面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品材料選擇是指在對(duì)機(jī)床產(chǎn)品制造所需的物料進(jìn)行環(huán)境性考核，須從其制備、使用以及報(bào)廢處理等全生命周期過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。使其資源環(huán)境特性、產(chǎn)品功能、質(zhì)量等因素相對(duì)較優(yōu)，即滿足綠色材料的要求。在機(jī)床綠色材料的選擇中，現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的陶瓷、碳素纖維、復(fù)合材料等，都在綠色性能的機(jī)床中得到廣泛使用。

（三）面向環(huán)境的機(jī)床制造環(huán)境設(shè)計(jì)或重組

面向環(huán)境的機(jī)床制造環(huán)境設(shè)計(jì)或重組是指在機(jī)床制造環(huán)境（如工廠、車間或制造單元等）中，對(duì)資源消耗和環(huán)境排放產(chǎn)生影響的設(shè)備或設(shè)施布局等方面的設(shè)計(jì)改善。例如：生產(chǎn)線或生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)不合理，往往造成大量不必要的浪費(fèi)。面向環(huán)境的機(jī)床制造環(huán)境設(shè)計(jì)或重組就是要在滿足機(jī)床產(chǎn)品的制造加工要求的前提下，對(duì)現(xiàn)有制造環(huán)境進(jìn)行資源環(huán)境友好型方面的設(shè)計(jì)，建造出一個(gè)更低能耗、更低排放和更高效協(xié)調(diào)的生產(chǎn)環(huán)境。

（四）面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)

面向環(huán)境的工藝設(shè)計(jì)又稱綠色工藝規(guī)劃。對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的綠色工藝規(guī)劃是指通過對(duì)機(jī)床產(chǎn)品制造過程的各工藝路線、工藝方法、工藝裝備、工藝參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化和改善，提升工藝過程各個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)境友好性。環(huán)境友好性包括兩方面：資源消耗最小化和環(huán)境影響最小化。機(jī)床產(chǎn)品制造工藝過程的資源消耗主要有原材料、能源材料、刀具、切削液、潤(rùn)滑油等輔助材料消耗等。機(jī)床產(chǎn)品制造工藝過程因消耗物料和能源而產(chǎn)生一系列環(huán)境排放，主要包括大氣污染、污水廢水、固體廢棄物以及其他物理性污染等。大量的實(shí)踐和研究表明，不同工藝方案的選擇，對(duì)制造過程的資源消耗和環(huán)境影響差異甚大。

對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的綠色工藝設(shè)計(jì)，主要包括兩方面的內(nèi)容：工藝方案優(yōu)化和工藝參數(shù)優(yōu)化。機(jī)床產(chǎn)品的工藝參數(shù)優(yōu)化是指選定某一制造加工工藝，對(duì)該工藝的有關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使得該工藝加工過程具有更好的環(huán)境友好特性。工藝方案優(yōu)化，就是在已有的備選方案中，通過環(huán)境性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)的評(píng)價(jià)，選出總體性能最優(yōu)的方案。

（五）面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)

面向環(huán)境的機(jī)床產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)，是指在設(shè)計(jì)階段，就充分考慮機(jī)床產(chǎn)品的可拆卸性、零部件的重用性、機(jī)床產(chǎn)品材料的可回收性等因素，對(duì)機(jī)床產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。從而使廢舊機(jī)床產(chǎn)品在在回收處理階段的材料重用率盡可能高，產(chǎn)生的環(huán)境排放盡可能少。

參考文獻(xiàn)

［1］劉飛，曹華軍，張華.綠色制造的理論與技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.